变电站直流系统接地的危害分析与处理措施

发表时间:2021/4/8   来源:《中国电业》2020年35期   作者:马雅茹
[导读] 电力行业快速发展背景之下,变电站的覆盖范围越来越大。
        马雅茹
        国网青海省电力公司检修公司  青海 格尔木 816000

        摘要:电力行业快速发展背景之下,变电站的覆盖范围越来越大。变电站属于电力网络重要枢纽,承担能源调度、电压转换、服务用户等工作任务。在变电站中,直流系统能够为保护装置、应急装置和控制装置提供电源,支撑其运行,但是如果直流系统出现接地问题,就会影响电力运行稳定。对此,下文对直流接地产生原因进行分析,明确其危害性,并对此类问题的处理措施作出说明。
        关键词:变电站;直流系统;接地危害;原因分析;处理措施

        引言:变电站当中,有直流电源和交流电源两个系统,其中直流电源负责照明、通信等系统设备供电,交流电源则负责电力系统整体运行。由于直流电源关系变电站和安全运行,因此如果发生接地故障,就会影响信号传输和保护装置安全,所以,为保证电力系统能够稳定运行,需要分析直流接地原因,找出解决措施。
一、变电站直流系统接地原因
(一)设备故障问题
        在直流系统当中不同设备不存在使用年限要求,特别是户外电缆外绝缘层,应该按照使用时间定期更换。为防止直流接地问题发生,需要重点注意设备故障问题的排除。部分电力企业管理过程,对于直流电源的线路安全重视不足,导致设备长期运行受到不同程度磨损,未能及时得到处理,导致设备绝缘老化严重,增加直流接地发生概率。
(二)操作方面问题
        安装和维护直流系统等设备时,若操作人员产生不正确的动作,就可能由于操作故障问题导致直流接地。比如:安装断路器时,未拧紧固定螺丝,导致断路器使用期间合闸过程从接线端子当中划出,和导电元件搭接,此时就会出现接地故障;接线操作过程,没有对接线位置充分熟悉,将线路错接,或者和其它铁件搭接,都可能导致直流接地问题发生[1]。
二、变电站直流系统接地故障的危害分析
(一)单点接地
        若变电站当中存在线路短路问题,会导致电力运输停止,直流系统发出单点接地警报时,需要维修人员快速找到接地处。由于单点接地不会造成短路,但是直流系统处于此运行状态,会在短时间内产生短路。所以,若系统出现单点接地的运行状态,要及时采取检修措施,并且反馈信息,如果难以及时得到处理,可能会影响继电保护、信号装置的安全使用,进而引发断路器拒动,在直流系统当中迅速出现短路电流,使电路停止运行,严重时还会导致电源断路器和熔断器被切断,电力设备失去电源供应,造成电力系统运行紊乱等危害。
(二)正负极接地
        如果直流系统出现正负极接地问题,可能导致电源系统出现保护误动现象,影响变电站运行。保护误动主要原因是负极电源跳闸线圈,若线圈结构的回路接地,那么系统设备就会呈现为绝缘不良状态,引发保护误动。如果直流电源和负极电源连接,那么回路当中如果发现单点接地问题,就可增加跳闸风险,还可能导致合闸回路出现短路问题。因此,正负极接地问题会切断电源保护装置断路器,需要对接地处迅速排查,采取处理措施。
三、变电站直流系统接地故障的处理措施
(一)做好故障排查工作
        1.系统母线
        如果直流系统发出警报,显示存在接地故障,系统显示器可立即播报警告信息,并将信息向上位机监控器等传输,将直流电源存在的电压差显示出来。如果发生此种情况,需要从报警信号的源头开始排查,判断是否存在保护装置问题导致报警,还是直流接地故障因素。如果是接地故障,可按照由内而外的顺序对于故障区域母线展开排查,快速找到接地点。排查过程,操作人员应该平稳操作,不可在检查阶段出现重新接地问题,可利用“拉路法”,按照负荷重要性,对于排查顺序合理调整[2]。


        2.电源断路器
        各变电站动力设备的直流电源主要由断路器所控制。处理直流接地故障问题时,可按照断路器实际排列顺序,将其依次断开。如果其中一个断路器断开以后,报警信号消失,即可判断出此线路存在接地故障。应该重新闭合该断路器,重复断开动作,若发生同样现象,就可定位故障区域。对此,可采取如下处理措施:先将断路器断开,按照其上方标识,寻找到连接电缆,并将电缆解除,严格按照现场电路布设情况,分段解除并联电缆。此外,若将控制所有直流输出的断路器断开,报警信号仍然存在,即可排除直流接地故障,可快速恢复供电。
        3.直流分单元
        针对直流分单元展开故障排查,同样需要断开各分支断路器,对于屏幕状态是否存在异常进行观察,最后将所有断路器连接,若无异常现象,连接断路器以后,应该重新复查。在故障排查阶段,需要根据不同单元实际情况,将母线、电源回路相连。如果确定某一回路存在故障,可先将此回路前后联系切断,之后将其他回路供电恢复。逐一排查结束以后,找到故障点,之后寻找回路当中的串联元件,快速找出接地处,处理故障。
        4.直流分段
        排查直流电源的分段故障效率较高,具体方法为:将直流线路按照特定比例进行分段,之后将接头一次拆除,拆除的同时做好记录工作,在拆卸和安装过程能够将接地故障具体现在与哪个分段准确判断。同时,为确保接头安装环节顺序准确,还可将接头编号,记录断点,提高故障排查效率。可利用接地电阻设备对于接地稳定性进行判断,获知主缆、监控屏幕二者连接状态,若主缆不存在故障,则可快速恢复接头连接,对于监控屏幕监控单元异常情况存在与否进行重复检查,按照先母线,后断路器的顺序进行检查。
(二)利用检测仪器排查
        变电站的规模越来越大,二次回路范围也有所增加,导致系统运行可能存在各类安全隐患。当发生直流接地故障时,若使用切断电源的方式查找,可能加剧故障。对此,可利用先进的检测设备,对于接地位置快速确定。当前常使用型号为ZJDT--T0P5Q的装置展开接地故障检测,能够快速定位。使用过程,可将该装置信号发生器输出端和地线相连接,在空气开关的出口线位置设置钳表,即可完成接地情况的检测。
(三)注意故障排查要点
        如果通过切断电源形式,对于直流接地故障位置进行检查,需要注意如下要点:第一,按照接地故障的检测流程,若直流回路需要断电,故障进行处理,应该保证断电时间在3s以内,防止断电时间过长对于变电站内部其它系统稳定运行造成影响;第二,若直流电源属于集成电路的组成形式,那么保护装置通常利用计算机控制,若需断电处理,应该保证断电时间超过10s,且送电间隔不可过多,防止集成电路由于电流快速运动产生大量损耗;第三,线路排查过程,如果发现直流接地问题,需要先关闭闸刀,之后采取处理措施;第四,重视环境检查,如果室外环境相对潮湿,并且有较多干扰物,那么极易出现接地故障,主要对上述区域展开检查,发现问题立即上报,采取故障处理措施。检查过程若遇阴雨天气,还需关注户外线路容易磨损的位置,判断是否由于雨水问题导致直流接地故障发生[3]。
结束语:总之,为提高变电站运行安全性和稳定性,需要对直流接地产生的危害进行全面分析,做好各项排查工作,保证检修人员能够快速定位故障点,及时调整,提高直流电源运行稳定性,保证变电站维修效率,提高电力运行效益。
参考文献:
[1]常惜阳.变电站直流系统接地故障分析及处理措施[J].电世界,2020,61(12):31-33.
[2]万仲海.变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理[J].科技创新导报,2019,16(28):41-42.
[3]李仕章.变电站直流系统接地故障及环网危害分析处理[J].电子测试,2019(16):103-104.
[4]张学利. 一种单组备用电池场景下的核对性放电试验的辅助装置[J]. 中国科技信息,2020,(24):74-75.
[5]茹梁,李梓,蒋頔. 一起典型的220 kV变电站直流系统接地故障分析与处理[J]. 机电信息,2020,(35):72-73.
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